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1、化学能与电能 教学设计中宁中学荣涛一、教材分析这是学生第一次接触到电化学的知识，而在现代社会，学生对“电”有着丰富 而又强烈的感性认识，而化学反应与电能之间有什么关系，在本章可以得到解答， 从而对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。教材从能量转化角度和实验 探究来发现和认识这种实现化学能转化为电能的装置原电池装置，再通过“科 学探究”进一步挖掘原电池原理和组成条件。教材紧密联系生活实际，以激发学生 学习化学兴趣，更重要的是启发学生运用已学化学知识解决实际问题，从而培养学 生的创新精神。二、教学目标1知识目标：通过实验探究，认识到化学能可以转化为电能；掌握原电池的工作原理和构成条件；2.
2、能力目标：培养学生的实验操作能力、观察能力、科学的学习方法，培养学 生创造性思维与探究能力，以及提出问题、分析问题、解决问题的能力。3. 情感目标：通过小组探究实验活动，培养学生自主探索创新精神和同学间的 交流合作学习的协作精神，并通过实验不断体现出由实践认识再实践再认识 的认知过程。三、 重点：掌握原电池的工作原理和构成条件四、 难点：原电池工作原理和构成条件的探究活动五、 设计思路教学方法：实验探究法。通过实验、分析、讨论、总结、应用等过程，诱导学 生观察、思考、推理、探究。首先由教师提出问题、创设实验情景，学生通过设计、动手实验探讨原电池原 理；然后进行原电池构成条件探究，通过提供材料，
3、让学生设计实验方案，分组讨 论、得出结论；最后让学生在课外开展第三个探究性实验：利用所学知识，自备材 料，制作水果电池，完全让学生体验学习化学乐趣。六、教学准备讲授、演示实验、学生分组实验、多媒体辅助教学。1 / 9实验准备：电流计，铜片、铁片、锌片、碳棒、稀硫酸、硫酸铜溶液、无水乙 醇、蒸馏水、导线（带鳄鱼嘴）、烧杯、塑料棒、西红柿等水果。课件准备：教师制作课件、铜锌原电池工作原理的模拟动画、多媒体教学平台。七、教学过程教师活动【多媒体展示】电视机、电脑、手机、学生活动 学生观察、体会活动意图 由 于 学 生 平 时电动车等图片。【讲述】各种电器已经融入我们现在的 【阅读】资料卡片 生活中，
4、如果意外停电的话，我们会感到十分的不方便，人们的生活生产离不开电能，它是目前我们使用的最方便、最清洁的二次能源。 【回答】电能和核能，可能不注意，通 过 图 片 让 学 生 体 会 到 现 代 生 活 确 实 离 不 开 电能。 自 学 认 识 一 次提问 石油、电能、核能、风能哪些是 二次能源？为什么？【过渡】我们已认识的化学能与电能又 有什么关系呢？它们能不能转化？因为它们是人工转化而 得的。能 源 、 二 次 能 源。让 学 生 认 识 了 发 电 厂 的 工 作【板书】第二节化学能与电能原理，并能用自【多媒体展示】发电厂工作原理图【讲解】火力发电是通过化石燃料燃烧(氧化还原反应)，使化
5、学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程：化学能热能机械能电能。【提问】跟据刚才的认识，能不能分析 【回答】利：原料充分、己 的 观 点 分 析 电 厂 发 电 的 利 与弊，煅炼学生 , 敢于 表达。一下发电厂发电的利和弊？（并对学生 的回答进行引导补充）技术成熟、发电量大， 可得到持续电流。2 / 92 42 42 42 42【设问】那我们能不能发明一种装置， 直接把化学能转化成电能呢？【问题探究】（用多媒体展示出问题和弊： 对环境污染较重，所需原料是有限的不可再生的化石燃料，转化过程中能量有损耗。引 出 今 天
6、 的 主 题原电池分 组 实 验 学 生 动 手 操 培 养 学 生 动 手实验过程）1、锌片和铜片分别插入稀硫 作，老师引导观察。实 验 ， 观 察 实酸中有什么现象发生？【学生回答】实验 1 验，分析实验的2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸 中，锌片表面有气泡产能力。中，现象又怎样？为什么？生，锌与稀 H SO 反应，3、锌片的质量有无变化？溶液中 c (H+) 置换出氢气。铜片插入如何变化？4 、锌片和铜片上变化的反应式怎样书 写？【提问】请做完实验的同学来描述一下 自己观察到的现象，并做解释。【讲述】 他回答得非常正确，锌是活泼 金属，能与稀 H SO 反应置换出氢气。 该反应的离子
7、方程式表示如下。 【板书】 Zn + 2H+ = Zn2+ + H (氧化还稀 H SO 后，无明显反 应现象，这是因为铜是 在金属活动顺序表排在 氢的后面，它不能与稀 H SO 反应，置换出氢 气。实验 2 中，与实验 1 中 现象相同实验 3 中，用导线连接 两块金属片后，锌片表 面仍有气泡产生，但同 时铜片表面也有气泡冒 出。3 / 9原反应)【设疑】铜片并没有溶解，也就是铜并 没有失去电子，那么在第三组实验中它学生思考，分析，教师 引导对 于 这 个 问 题 的 解 决 教 师 注表面氢离子形成氢分子所需要的电子是 【回答】锌失去电子，意引导，尽量让怎么得到的呢？ H+得到的电子是铜失
8、去 的吗？如果不是，那会不会是锌失去的 呢？如何来证明？【引导】 1、Cu 一定不会失电子，只能 是 Zn形成锌离子，电子可以 直接进入溶液中，也可 以经过导线到达铜片， 然 后 由 铜 片 进 入 溶 液 中。也就是锌所失去的学生设计，培养 他 们 设 计 实 验 的能力。2、Zn 把电子给 Cu 过程中导线上有电子 电 子 经 由 导 线 达 到 铜流过，该用什么仪器检测呢？ 【实验演示】片，然后提供给溶液中 的氢离子形成氢分子。 电子的定向移动可以在 第三组装置上加电流计 测试。观察，验证明刚才那位 学生的想法。【讲述】现在，我们在导线中间连接一 个灵敏电流计，请大家注意观察电流计 上指
9、针的变化。(操作之)。大家看到了， 电流计的指针发生偏转，说明导线中有 电流通过。因此，像这样能将化学反应 中的化学能转化为电能的装置，我们称 之为原电池。【板书】一、原电池定义：化学能直接转化为电能的装置叫 做原电池。笔记。4 / 9【讨论】（让学生分小组讨论）小组讨论培 养 分 析 问 题1在锌片和铜片表面分别发生了哪些变 【小组汇报】（回答可能力，和团队协化？能有多种，只要合理即作能力。2电子从哪里来，到哪里去？3.电池的正极和负极分别是什么？判断可）由于 Zn 失去的电子 让 学 生 感 受 到 经导线转移到 Cu 片上， 知 识 往 往 是 同依据是什么？4.溶液中有哪些看不见的动作
10、？ 【flash 动画演示】原电池工作原理， 教师边演示边讲解。【板书】2、电极反应：故导线上有电流通过， 因此电流计指针发生偏 转。电子由锌片流向铜 片，根据物理学知识， 电子移动方向与电流方学 之 间 交 流 的 结果。负极(Zn)：Zn-2e-Zn2+向相反，电流由铜片流正极（Cu）：2H+2e-H2向锌片，铜片为正极，锌片为负极。【提问】跟据以上对原电池反应原理的 【回答】氧化还原反应 认识，原电池反应属于哪一类反应？让 学 生 清 楚 的 认 识 原 电 池 的【讲解】原电池的设计是理论依据是在 常温下能够自发进行的氧化还原反应， 在原电池的负极发生的是失电子的反应 氧化反应；正极发
11、生的是得电子的 反应还原反应。【边分析边板书】见附表 1聆听、理解工作原理5 / 9【讲述】 那么构成原电池需要哪些条件 思考，整理学 生 自 己 动 手呢？我们一起来探究原电池的构成条【回答】 结论 1：必须 得出结论，但教件！【板书】 三、构成条件有两种活性不同的金属 或能导电的非金属作电师 必 须 做 足 引 导，才能使课堂【ppt 演示】按附 2 表进行实验，分析构 极；2、必须有电解质溶 紧凑，有实效。成原电池的条件。【小结、板书】构成原电池条件：“两液；3、两电极用导线相 连和电极要插入电解质培 养 学 生 分 析极液成回路”。1、活泼性不同的两个电极 2、电极需插在电解质溶液中；
12、 3、必须形成闭合回路。溶 液 相 连 形 成 闭 合 回 问题的能力。 路。记忆。【练习】见附表 3【课堂总结】通过本节课的学习我们认识了化学能可以在发电厂转化为电能，还能 利用原电池装置直接将化学能转化为电能，并一同探讨出了原电池的工作原理和构 成条件，希望同学们下去多注意观察，多思考。八、作业布置： 1、制作水果电池：材料：蕃茄、铜片、铁片、耳机2、解决问题：了解一个真正的电池，看看哪些地方运用到今天大家的研究成果 3、预习发展中的化学电源。附表 1：6 / 9附表 2：附表 3：【课堂练习】1、 现在请大家根据上述的标准来判断下列几个装置能否构成原电池。7 / 92、请你当医生：格林太
13、太是位漂亮、开朗、乐观的妇女,当她在开怀大笑的时 候，人们才可以发现她一口整齐而洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的 这是格林太太富有的标志；另一颗是不锈钢做的这是一次车祸后留下的痕迹。 令人百思不解的是，打从车祸以后，格林太太经常头痛，夜间失眠，心情烦躁 你能为格林太太开一个药方吗？九、板书设计第二节化学能与电能一、原电池定义：化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 二、反应原理：十、教学反思本案例是一节以学生为主体的实验探究式新课。在教学中，让实验成为学生实 践体验的一部分，通过自主实验，启发引导，小组合作，讨论分析等方法，让实验 成为帮助学生开展探究活动的积极手段，并在其过程中培养
14、他们基本技能，激发他 们的探究热情，激活学生的学习内驱力。从整节课的教学过程来看，它重在探究、 重实践。在实验探究中，不仅激发学生学习兴趣获得知识，更能启迪学生思维、培8 / 9养科学精神和创新能力，为学生的进一步发展创造一个新的局面。在实践中学会交 流，学会合作，并意识到合作是学习的有效途径，培养集体意识，很好实现化学教 学的情感目标。从整体教学效果来看，通过学生的大胆猜想和有目的的实验探索， 学生对知识点的掌握是相当不错的，原电池的原理及形成条件，学生都能轻松、愉 快地掌握并应用，为后面的新内容的学习打下坚实的基础。同时，通过实践认 识再实践的亲身体验的学习过程，加深了对知识的理解。更重要的是，也让学 生充分展示自己的机会，使课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现学生的主体 地位,大大激发学习积极性。9 / 9